JPH0224780A - 図面設計／生産工程設計システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、図面設計及び生産工程設計をコンピュータを
援用して行なう図面設計／生産工程設計（ＣＡＤ／ＣＡ
Ｍ　：　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ａｉｄｅｄ　Ｄｅｓｉｇｎ
／Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ａｉｄｅｄ　Ｍａｎｕｆａｃｔｕ
ｒｉｎｇ）システムに関するものである。

［従来の技術］ 最近、生産工程設計に、ＣＡＭシステムが利用されるよ
うになってきており、システム内に、生産工程設計に必
要な知識を工程設計の各局面に応じて知識源として蓄え
、ＣＡＤシステムで作成されな図面情報を入力して、そ
の知識源を基にして推論を行ない、知識として蓄えられ
た条件に最も良く合致した生産工程系列を結果として得
るようにしている。従来、この種の生産工程設計システ
ムの一例として第２図に示すものがある（特開昭６２−
２２６２６７号公報） 第２図において、自動生産工程設計システム本体１の知
識ベース格納部２には、生産工程設計を行なうときに必
要な知識（機械、工具に関するデータベース、熟練技術
者のノウハウ、設備、生産工程設計の進め方など生産工
程設計を行なうときに必要なことすべてを含む）が外部
の知識ベース入力装置１１を介して与えられて予め格納
されている。

このような格納知識を用いて生産工程設計を行なうので
あるが、前提となる図面情報（機械加工対象物の幾何情
報、技術情報）は、外部のＣＡＤシステム８から自動生
産工程設計システム本体１に与えられる。この図面情報
は、ＣＡＤ図面変換部５において、このシステム本体１
が取り扱える表現に変換され、状態記憶部４に与えられ
て記憶される。状態記憶部４には、また、途中の推論結
果等が記憶される。

推論機構部３は推論を実行するものである。この推論機
構部３は、入出力インタフェース部６を介して外部の入
出力デイスプレィ装置９から推論に対する指示が与えら
れたとき、状態記憶部４に格納されているその指示に対
応する情報を収り出し、取り出した情報に応じた検索コ
マンドを知識ベース部２に与えて状況に応じた必要な知
識を受けとって推論を実行する。この推論の実行時には
、状態記憶部３の情報や入出力デイスプレィ装置９から
与えられた情報をも利用する。このようにして得られた
推論結果は状態記憶部４に与えられて記憶され、また、
入出力インタフェース部６を介して入出力デイスプレィ
装置９に出力され、次の推論指示の誘導等に供される。

かかる推論動作が繰り返されて最終的な工程設計結果を
得られると、推論機構部３は、その工程設計結果をＮＣ
（数値制御）データ作成部７に与えて外部の数値制御工
作機械１０を駆動できるようなデータに変換させて数値
制御工作機械１ｏに出力させる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述のような従来システムにおいては、
ＣＡＤシステムが行なう図面設計と、自動生産工程設計
システムが行なう工程設計とが全く分離しており、ＣＡ
Ｄシステムは独立した作業形態となっており、その設計
の結果得られた図面情報を自動生産工程設計システムに
単に与えるだけである。

一般には、図面設計時には厳密に製造条件を考慮しない
状態で設計されることが多々ある。そのため、その図面
情報では製造条件を満足し、ないことが工程設計時に発
見されることがあり、また、製造時に発見されることも
ある。このような場合には、再度図面の設計からやり直
さなければならず、手もどりが発生することがしばしば
生じていた。

また、製造条件を−通りは満足していてもその図面設計
では経済的な製造方法の展開にはならない場合がある。

これも図面設計の段階で製造条件のチェックが不十分で
あるために生じていると考えられる。

本発明は、以上の点を考慮してなされたものであり、図
面設計と生産工程設計とを有機的に関連付け、図面設計
の段階においても製造条件や経済性を考慮して設計する
ことができる簡易な構成の図面設計／生産工程設計シス
テムを提供しようとするものである。

［課題を解決するための手段］ かかる課題を解決するため、第１の本発明においては、
図面設計システム本体が、製造条件のチェック指示時に
、設計にかかる図面特徴についての少なくとも製造条件
に関する知識を、生産工程設計システム本体が工程設計
時に利用する知識ベース格納部から取り出すようにした
。

また、第２の本発明においては、図面設計システム本体
が設計した１案としての図面情報を生産工程設計システ
ム本体に与え、生産工程設計システム本体がその図面情
報に基づき、知識ベース格納部に格納されている知識を
利用して生産工程設計を行ない、複数の工程系列室を得
るようにした。

また、入出力装置を介して入力された経済的な評価関数
に基づいて、得られた複数の工程系列室から最適なもの
を選択する工程系列決定手段を図面設計システム本体又
は生産工程設計システム本体に設けるようにした。かく
して、図面設計システム本体が１案の図面情報に対する
最適な工程系列室を得るようにした。

［作用］ 第１の本発明においては、図面設計において、その図面
特徴の加工を実際に行なう機械、工具等の製造条件を参
照したくなった場合に、オペレータの操作に応じて図面
設計システム本体が工程設計に係る知識を格納している
知識ベース格納部から必要とする知識を取り出すことが
できるようにした。

また、第２の本発明においては、図面設計において、全
体の図面設計が終了した段階でその図面情報室について
の経済性を判断したい場合に、オペレータの操作に応じ
て図面設計システム本体は図面情報室を生産工程設計シ
ステム本体に与え、生産工程設計システム本体は、その
図面情報室に基づいて工程設計を行ない、複数の工程系
列室を作成し、この工程系列室からいずれかのシステム
本体に設けられている工程系列決定手段が入力されてい
る評価関数に基づいて最適な工程系列室を決定し、その
決定された工程系列室を図面設計システム本体が入手で
きるようにした。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面を参照しながら詳述する
。

第１図はこの実施例による図面設計／生産工程設計シス
テムの全体構成を示すブロック図、第３図はその図面設
計システム本体の詳細構成を示すブロック図、第４図は
その生産工程設計システム本体の詳細構成を示すブロッ
ク図、第５図はその知識ベース格納部の詳細構成を示す
ブロック図である。

第１図において、図面設計システム本体２０は図面設計
を実行するものであり、生産工程設計システム本体３０
は生産工程設計を実行するものである。

生産工程設計システム本体３０は、入出力デイスプレィ
装置５０から与えられる情報、図面情報変換部６０によ
って生産工程設計システム本体３０が処理し得るデータ
形式に変換された図面設計システム本体２０から出力さ
れた図面情報、及び知識ベース格納部４０に格納されて
いる知識を利用して生産工程設計を実行するものである
。

図面設計システム本体２０は、基本的には、入出力デイ
スプレィ装置５０から与えられる情報に基づいて図面を
設計するものであり、この実施例の場合、さらに、生産
工程設計用に設けられている上述した知識ベース格納部
４０内の知識をも図面設計に利用できるようになされて
おり、また、生産工程設計システム本体３０から必要な
情報を取り込んで図面設計に利用できるようになされて
いる。

なお、知識ベース格納部４０内の知識は、入出力デイス
プレィ装置５０を介して更新できるようになされている
。

図面設計システム本体２０は、詳細には、第３図に示す
ように構成されている。すなわち、当該システム本体全
体の制御を司るメイン処理部２１と、メイン処理部２１
及び入出力デイスプレィ装置５０間のデータ転送を良好
に実行させる入出力デイスプレィ装置用インターフェー
ス部２２と、幾何形状データベースを内蔵して入力デー
タを幾何形状に変換する幾何形状処理部２３と、図面情
報を図面情報変換部６０に出力したり、生産工程設計シ
ステム本体３０とのデータ転送を実行する生産工程設計
システム用インターフェース部２４と、メイン処理部２
１及び知識ベース格納部４０間のデータ転送を良好に実
行させる知識ベース格納部用インターフェース部２５と
で構成されている。なお、メイン処理部２１は、設計さ
れた、又は設計途中の図面情報を格納する記憶部を内蔵
している。

生産工程設計システム本体３０は、第２図との対応部分
に同一符号を付した第４図に示すように構成されている
。すなわち、推論機構部３と、状態記憶部４と、入出力
デイスプレィ装置５０に対する入出力インタフェース部
６と、ＮＣＣデータ作成部上を備えて構成されている。

これらは、従来装置と同様な動作を実行するので、その
説明は省略する。

この実施例の場合、かかる構成に加えて図面設計システ
ム本体２０に対するインタフェース部３１が設けられて
いる。従って、推論機構部３は、このインタフェース部
３１を介して図面設計システム本体２０に対して所定の
情報を送受信できるようになされている。

知識ベース格納部４０は、第５図に示すように構成され
ている。すなわち、知識ベース格納部４０は、データベ
ース部４１と、ルール部４２と、データベース部４１又
はルール部４２から所定の知識を検索する検索部４３と
、図面設計システム本体２０又は生産工程設計システム
本体３０から求められた知識を検索部４３を動作させて
取り出す推論機構部４４と、図示は省略するがデータベ
ース部４１の更新動作を制御する更新制御部とを備えて
いる。

なお、推論機構部４４は、検索コマンドのパラメータ等
に従い、判断機能を持ってデータを取り出すだけであり
、工程設計自体についての推論は、上述の推論機構部３
が実行する。

データベース部４１は、詳細には、抽出された図面の特
徴要素から決定される加工基（丸穴明け、角穴明は等）
についてのデータベースＤＢＩと、加工基による加工を
行なう機械についてのデータベースＤＢ２と、加工基に
よる加工が機械によらない場合にその加工を実行する処
理内容についてのデータベースＤＢ３と、加工の際使用
する工具についてのデータベースＤＢ４と、型加工を行
なう際に用いられる型についてのデータベースＤＢＳと
、機械等が配置されている加工を行なう現場（ショップ
）についてのデータベースＤＢ６と、ショップにおいて
１個の加工対象物を処理する際にかかる標準時間を算出
する標準時間算出式についてのデータベースＤＢ７とか
らなる。

また、ルール部４２は、詳細には、図面情報から加工基
を決定するための加工基決定ルールＲＬ１と、加工基か
らその加工を実行する機械及び工具を決定するための機
械名決定ルールＲＬ２と、加工基からその加工を実行す
る処理内容とそのとき使用する工具を決定するための処
理名ルールＲＬ３と、決定された機械名や処理名による
加工を行なったとき付随して発生する加工基を決定する
ための付随加工基決定ルールＲＬ４と、加工を実行する
ショップ及びその工程順序を決定するための工程優先ル
ールＲＬ５と、加工対象物の物流方法を決定するための
物流ルールＲＬ６とからなる。

従って、上述の生産工程設計システム本体３０は、この
知識ベース格納部４０の内容を利用して加工基、機械名
又は処理名、必要ならば付随加工基、その付随加工基に
対する機械名又は処理名、工程順序、物流方法の順に決
定動作して最終的に決定された内容について数値制御工
作機械等に対するデータの作成等を行なう。

このような生産工程設計に利用される知識ベース格納部
４０が、上述のように、図面設計システム本体２０によ
っても利用される。

次に、図面設計を、工程設計を考慮して実行する際の処
理について第６図及び第７図を参照しながら詳述する。

第６図は、製造条件をチェックしなから図形特徴等を決
定する処理についてのフローチャート、第７図は経済的
な工程設計に合致するような図面設計をする際のフロー
チャートである 先ず、第６図について、図形特徴等の決定処理について
説明する。オペレータは入出力デイスプレィ装置５０か
ら幾何形状の描画指示及び製造条件のチェック指示を入
力する（ステップ１００）。

ここで、製造条件としては、どの機械を採用するか、そ
の機械に具備されている工具は精度を満足するか、既存
の専用型で条件を満足するか、等があり、製造条件のチ
ェック指示は任意なものである。

図面設計システム本体２０のメイン処理部２１は、イン
タフェース部２２を介して入力されたデータを受けとる
と、幾何形状処理部２３に対し、処理の指示を行なう（
ステップ１０１）。これにより、幾何形状処理部２３は
、指示された内容に基づいて幾何形状を作成し、メイン
処理部２１を介して入出力デイスプレィ装置５０にその
描画結果を与えて表示させる（ステップ１０２）。

第８図はオペレータが意図する加工対象物の最終的な形
状の一例を示す図であり、Ｌ字形状の板材７０に３個の
丸穴７１〜７３．１個の角穴７４及び上端中間部にスリ
ット７５を有する加工対象物の例である。例えば、外形
形状の入力処理が終了し、いずれかの丸穴７１の入力処
理段階とすると、上述のステップ１００においては、そ
の丸穴７１の位置や径情報を入力し、ステップ１０１で
はこの情報を幾何形状処理部２３に与え、ステップ１０
２では外形形状の所定位置に丸穴７１を描。

画してそれを入出力デイスプレィ装置５０に表示させる
。

このような図形特徴（７１）についての描画処理が終了
すると、メイン処理部２１は、製造条件のチェックが指
示されているか否か判断し、指示されていない場合には
、当該処理を終了し、指示されている場合には、インタ
フェース部２６を介して知識ベース格納部４０に検索コ
マンドを出力する（ステップ１０３．１０４）。例えば
、上述の丸穴７１についての場合には、「穴明け（パラ
メータ；丸穴、径、精度）／機械名」という検索コマン
ドを与える。

このとき、知識ベース格納部４０においては、検索部４
３及び推論機構部４４が協働して検索コマンドに従った
データをデータベース部４１から取り出して図面設計シ
ステム本体２０に出力し、インタフェース部２５がこれ
を受は取る（ステップ１０５）。メイン処理部２１は、
この結果をインタフェース部２２を介して入出力デイス
プレィ装置５０に与えて表示させる（ステップ１０６）
。

その後、メイン処理部２１は、入出力デイスプレィ装置
５０を介して次のチェック項目が指示されたか否かを判
断し、指示されない場合には、当該処理を終了し、指示
された場合には、上述のステップ１０４に戻る（ステッ
プ１０７）。例えば、上述の丸穴７１に関し、オペレー
タが適用する機械についてチェックした後、さらにその
機械が有する工具についてのチェックを行ないたい場合
には、チェックが繰り返されることとなる。

従って、オペレータは、設計した図形特徴についての製
造条件を認識することができ、工程設計に至る前に、製
造条件を考慮して必要に応じて図面特徴を変更すること
ができる。

次に、第７図について、経済的な工程設計に合致する図
面の設計処理について説明する。なお、第６図の処理が
図面の部分的な要素について工程設計を考慮したもので
あるのに対し、第７図の処理は図面全体に対して工程設
計を考慮している点が異なる。

オペレータは、入出力デイスプレィ装置５０を介して図
面設計システム本体２０に指示を与えながら、図面設計
を行なう（ステップ２００）。設計の結果、得られた図
面情報を図面設計システム本体２０は、図面情報変換部
６０を介して生産工程設計システム本体３０に１案とし
て与える（ステップ２０１）。この際、入出力デイスプ
レィ装置５０を介してオペレータによって評価関数が与
えられていると、併せて生産工程設計システム本体３０
に与える。ここで、評価関数の一例としては、トータル
工程の工数最小化や総加工時間最小化等がある。

生産工程設計システム本体３０の推論機構部３は、入力
された図面情報から図面の特徴を抽出し、抽出した特徴
に基づいて知識ベース格納部４０を利用しながら上述の
ように工程設計する（ステップ２０２）。なお、この実
施例では、入出力デイスプレィ装置５０から直接設計指
示が与えられた場合には、最終的に一つの工程系列を決
定するが、このように図面設計システム本体２０から設
計指示が与えられた場合には、複数の工程系刊本を作成
する。

）　次いで、生産工程設計システム本体３０の推論機構
部３は、知識ベース格納部４０に格納されている標準時
間算出式を使って作成済みの各工程の標準時間を工程系
刊本の全てについて算出する（ステップ２０３）。

この後、生産設計工程システム本体３０の推論機構部３
は、評価関数が図面設計システム本体２０から与えられ
たか否かを判断し、与えられている場合には、その評価
関数を最も満足する工程系列を複数の工程系刊本から選
択して図面設計システム本体２０に出力し、メイン処理
部２１内の記憶部にそのときの図面情報と関連付けて格
納させると共に、入出力デイスプレィ装置５０に表示さ
せる（ステップ２０４．２０５）。例えば、評価関数が
トータル工程の工数最小化の場合には、算出された標準
時間に基づいて各工程の工数を得、その後トータルの工
数を得てそのトータル工数が最も少ない工程系列を選択
する。

他方、評価関数が与えられていない場合には、複数の工
程系列を各工程の標準時間と共に、図面Ｏ設計システム
本体２０に出力し、メイン処理部２１内の記憶部に格納
させると共に、入出力デイスプレィ装置５０に表示させ
る（ステップ２０４．２０６）。

このようにして経済的な評価結果が表示されると、また
、複数の工程系列が表示されると、オペレータはかかる
図面設計で良いか否かを判断し、良い場合には、図面設
計処理を終了し、その後、入出力デイスプレィ装置５０
を介して数値制御データ作成動作等の出力動作を生産工
程設計システム本体３０に指示すれば良い（ステップ２
０７．２０８）。

これに対して、評価結果が不満足な場合や、複数の工程
系列に満足するものがない場合には、再度図面設計を行
なう。例えば、径について自由度のある穴の径を変更し
て新たな図面設計を行ない、その場合の評価結果を得る
ようにする。このような処理を繰り返すことで、経済的
な工程を得ることができる図面設計を行なうことができ
る。

従って、上述の実施例によれば、工程設計に用いる知識
を利用したり、工程設計結果を踏まえて図面設計を行な
うようにしたので、図面設計への手戻りを減少すること
ができ、また、経済的な工程を早期に評価することがで
き、工程設計段階や実際の製造段階において問題が生じ
ることがない図面設計を行なうことができる。

なお、このような効果は、知識ベース格納部４０に最新
の知識が格納されていることを前提とする。そのため、
機械、工具等が追加、削除、変更された場合には、早め
に知識を更新しておくことを要する。

第９図は、知識ベース格納部４０のデータ及びルールの
更新に好適な配置構成を示すブロック図である。この場
合、図面設計システム本体２０、生産工程設計システム
本体３０、知識ベース格納５部４０、メインの入出力デ
イスプレィ装置５０及び図面情報変換部６０は、センタ
８０に配置し、入出力デイスプレィ装置５０ａ〜５０ｎ
は、工作機械８２ａ〜８２ｎが設置されている各ショッ
プ８１ａ〜８１ｎに配置するようにした。そして、Ｏ各
ショップ８１ａ〜８１ｎとセンタ８０とをローカルエリ
アネットワーク（ＬＡＮ）８３を介して接続するように
した。なお、第９図は１個のショップ８１ａを示してお
り、他のショップ８１ｂ〜８１ｎを省略している。

従って、この場合には、入出力デイスプレィ装置は上述
の実施例に比べて増えるが、工具等の最新知識を最も早
く入手できるショップにおいて知識ベース格納部４０の
データ及びルール更新動作ができるので、知識ベース格
納部４０内のデータ及びルールを常に最新状態にできる
ようになる。

また、この場合、ＬＡＮ８３を介してセンタ８０と工作
機械８２ａ〜８２ｎとが接続されているので、数値制御
データ等をこのＬＡＮ８３を介して伝送することもでき
る。

なお、上述の実施例においては、図面設計システム本体
２０が直接知識ベース格納部４０をアクセスできるもの
を示したが、図面設計システム本体２０が生産工程設計
システム本体３０を介して知識ベース格納部４０をアク
セスできるようにしても良い。

まな、評価関数に応じて複数の工程系列室から最適な工
程系列を選択する処理を図面設計システム本体２０にお
いて行なうようにしても良い。

［発明の効果コ 以上のように、第１の本発明によれば、生産工程設計シ
ステム本体が工程設計に使用する知識ベース格納部から
、図面設計システム本体が必要な知識を取り出すことが
できるようにしたので、使用できる工作機械や工具等の
情報を考慮して図面設計、特に図面特徴の設計を実行す
ることができ、良好な図面設計結果を得ることができる
。従って、工程設計から図面設計への手戻りや、製造段
階から図面設計への手戻りを格段的に減少させることが
できる。

また、第２の本発明においては、図面設計案毎に、生産
工程設計システム本体を利用して経済的な工程評価を行
なうようにしたので、工程設計の結果、経済的な工程系
列となるような図面設計を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による図面設計／生産工程設計システム
の一実施例の全体構成を示すブロック図、第２図は従来
の生産工程設計システムを示すブロック図、第３図は上
記実施例の図面設計システム本体の構成を示すブロック
図、第４図は上記実施例の生産工程設計システム本体の
構成を示すブロック図、第５図は上記実施例の知識ベー
ス格納部の精成を示すブロック図、第６図は知識ベース
格納部の知識を利用して図面設計を行なう場合のフロー
チャート、第７図は経済的な工程を考慮して図面設計を
行なう場合のフローチャート、第８図は図面設計の加工
対象物の一例を示す設計図、第９図は知識ベース格納部
内の知識の更新を好適に実行するための各部の配置を示
すブロック図である。 ２０・・・図面設計システム本体、３０・・・生産工程
設計システム本体、４０・・・知識ベース格納部、５０
・・・入出力デイスプレィ装置、６０・・・図面情報変
換部。 実施例の図面設計／生産工程設計システムのブロック図
第１図 実施例の図面設計システム本体の詳細ブロック図第３図 苓２図 実施例の生産工程設計システム本体の詳細ブロック図第
４図 知識ベ ス格納部の詳細ブロック図 第５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）生産工程設計システム本体が、図面設計システム
   本体からの図面情報に基づき、知識ベース格納部に格納
   されている知識を利用して生産工程設計を行なう図面設
   計／生産工程設計システムにおいて、 上記図面設計システム本体が、製造条件のチェック指示
   時に、設計にかかる図面特徴についての少なくとも製造
   条件に関する知識を上記知識ベース格納部から取り出す
   ようにしたことを特徴とする図面設計／生産工程設計シ
   ステム。
2. （２）図面設計システム本体が設計した１案としての図
   面情報を生産工程設計システム本体に与え、生産工程設
   計システム本体がその図面情報に基づき、知識ベース格
   納部に格納されている知識を利用して生産工程設計を行
   ない、複数の工程系列案を作成すると共に、入出力装置
   を介して入力された経済的な評価関数に基づいて得られ
   た複数の工程系列案から最適なものを上記図面設計シス
   テム本体又は上記生産工程設計システム本体に設けられ
   た工程系列決定手段が選択し、 上記図面設計システム本体が１案の図面情報に対する最
   適な工程系列案を得るようにしたことを特徴とする図面
   設計／生産工程設計システム。